关于成矿流体地球化学研究的几个问题

成矿流体地球化学是当前正蓬勃发展的流体地质学研究的一个重要分支。本文对八十年代以来国际上关于成矿流体地球化学研究的几个问题做了阐述，涉及到元素在熔体－溶液平衡体系中的分配、热水溶液系统中成矿元素的配合物形式及其主要影响因素，金属从成矿流体中沉淀机理研究等。提出了在成矿流体地球化学研究方面应重视的问题。     

稳定同位素的动力学分馏——2.固体矿物-流体间的同位素动力学分馏

<正> 在地球化学研究中,由固相矿物和流体(特别是含水流体)组成的体系具有特别重要意义。岩浆热液过程、沉积过程以及风化过程都与固相矿物-含水流体体系有关。虽然目前已发表了一些关于重要造岩矿物与水之间的同位素平衡分馏方程,但有关它们的同位素动力学分馏性质的研究工作却做得不多,这主要     

超临界水与壳幔物理化学性质

超临界水与其标准状态相比具有许多特殊性质，如强烈的氧化作用、很强的溶，解性能，以及通过改变温度和压力可控制其密度在蒸汽相到液体相的密度之间等。水在约400℃的超临界温度下，几乎所有的氢键都裂解了，超临界水的这一性质很可能是超临界水具有许多特殊性质的主要原因。超临界水的存在，不仅对地球物理场的性质有重要影响，而且对于地质构造演化、地球化学动力学、成矿作用，以及深部地质灾害（地震和火山喷发）的成因探讨都具有重要的学术意义。水及其它流体的存在，很可能成为地球与其它类地行星之间有着不同演化历史的重要原因。因此，研究在高温超高压下水与地球深部物质的相互作用是了解地球深部及整个地球演化过程的重要课题。     

硅酸盐熔/流共存体系中元素分配系数研究的几个问题

随着实验地球化学的快速发展,元素在熔/流体系中的分配行为引起研究者的广泛关注。自二十世纪70年代以来,研究者对元素在硅酸盐熔/流体系中的分配行为进行了大量研究,并取得了一些重要成果。本文对近30年来国内外在该领域的研究现状进行了归纳、总结,探讨了固相组成、金属元素本身的物理化学性质、流体组分中阴、阳离子对硅酸盐熔/流体系中元素分配行为的影响,并指出了当前研究中存在的主要问题,希望对今后的实验研究起到一定的借鉴作用。     

4种NAPLs污染物在二维砂箱中的指进锋面形态特征研究

为明确介质和流体性质等因素对非水相液体(NAPLs)在多孔介质中入渗迁移的影响,利用数码图像分析技术对甲苯、柴油、1,2-二氯乙烷和四氯乙烯这4种NAPLs在4种不同粒径多孔介质中的非饱和入渗特性进行了实验研究.结果表明,数码图像分析技术能够动态、全过程记录NAPLs的迁移锋面;NAPLs在驱替气体过程中会出现指进形式的不稳定流;指进生长过程中出现分叉、合并和屏蔽等现象;NAPLs的迁移特性受介质性质和流体特性的共同影响,入渗过程中垂向上的迁移速率和污染面积增长率与介质粒径大小呈正相关,与流体密度呈正相关(甲苯除外),入渗过程中形成的指进与介质和流体本身性质也密切相关.相同时间内,DNAPL相较于LNAPL入渗的距离更深,造成的污染面积更大,其环境风险明显大于LNAPL.     

天然水体系中的有机-金属相互作用及其环境意义

天然水中广泛存在的有机质，其中主要是腐殖酸，与水体中重金属元素通过整合、吸附、表面络合和凝聚作用制约着重金属污染元素在水体中的行为和分配．并最终导致重金属元素向沉积物中积聚．通过控制水体系中的有机质分布和浓度而达到重金属污染的自净作用．水的自净能力与水体系有关，海水的自净能力明显大于淡水．     

绿色表面活性剂微乳液膜处理含苯酚废水的研究

研究了APG1214-烷烃-戊醇-水(氢氧化钠水溶液)体系微乳液膜配方及其稳定性,APG1214-辛烷-戊醇-水(氢氧化钠水溶液)和APG1214-癸烷-戊醇-水(氢氧化钠水溶液)体系都有相当大的油包水微乳区,APG1214-癸烷-戊醇-水(氢氧化钠水溶液)体系更稳定。采用APG1214-癸烷-戊醇-水(氢氧化钠水溶液)液膜体系处理含苯酚的废水,探讨了氢氧化钠的浓度、接触时间、乳水比、油相的重复使用次数等对除酚率的影响。结果表明,含癸烷47%、水25%、APG+戊醇28%的微乳液,在静置120min时微乳液膜的破损率小于0.31%。采用APG1214-癸烷-戊醇-水(氢氧化钠水溶液)体系,接触时间为10min,乳水比为1:5,废水的pH值为4.5时,一次性除酚率不小于97%,而且油相重复使用十次,除酚率不会降低。     

超临界流体技术在环境科学中的应用进展

简要介绍了超临界流体的基本性质及超临界流体萃取技术和超临界水氧化技术的工作原理,指出了超临界二氧化碳和超临界水的特殊价值和优点,并详细讨论了超临界CO2萃取(SFE)技术和超临界水氧化(SCWO)技术的研究历程及其在环境科学中的应用与前景.     

关于研究铁在表生作用中行为的若干热力学方法(三)—铁在表生作用中的行为

一、铁在风化作用中的行为 风化——意味着水、空气、矿物的体系向平衡方向发展,但实际上由于风化过程中许多反应的速率缓慢,因此我们要处理的常常是整个过程的一部份。在地表遭受风化的铁矿物,如磁铁矿、菱铁矿、黄铁矿、磁黄     

威尔士北部黑色页岩围岩中石英脉型金矿形成时氮化物的地球化学行为(摘要)

对克洛高—圣戴维兹矿山黑色页岩围岩中石项脉型金矿化的流体包裹体的初步研究揭示，流体中的几含量与金矿化品位之间存在着联系，表明产矿化过程中有氮化合物的活动和（或）参与。我们分析了蚀变和未触变的脉体围岩中硅酸盐的NH4含量，试图确定氮的来源。蚀变围岩中的氨含量与远离矿化的同类岩石不同，这意味着氮具有活动性，但在最强烈蚀变带中的页岩围岩却严重贫NH4。然而，注入岩脉体系的流体，其氮含量都低，而且从页岩中林滤出的NH4很可能是矿化期的氮源。流体相平衡的热力学模拟表明，来自硅酸盐中的NH4的氧化作用是在流体中维持…     

内蒙古典型草原灌丛和草地斑块土壤水分入渗特征

Water is the most critical factor for controlling the vegetation pattern in arid and semiarid regions. Using a dye-tracing experiment, we analyzed the infiltration pattern beneath shrub canopy and interspace grass patches in typical steppe ecosystems. The dye coverage, uniform infiltration depth, maximum infiltration depth, total stained area and heterogeneous infiltration stained area were measured by two indices, the maximum infiltration depth index (MIDI) and heterogeneous infiltration index (HII), which were calculated by processing dye-stained photos. The MIDI and HII of soil under shrubs were 1.41±0.14 and 0.29±0.068, respectively, and larger than those of grass soil, 1.26±0.14 and 0.20±0.076. Using the MIDI, HII, field soil moisture and rainfall data, the infiltration depth and heterogeneous infiltration amount for 26 nature rainfall events were calculated. The results imply that water can infiltrate to a deeper layer beneath shrub canopy than beneath grass patches and that more water infiltration occurs beneath shrub canopy than beneath grass patches. These results are of prime importance for arid and semiarid ecosystems with a limited water supply due to high evaporation and low precipitation.     

青藏高原中汞的分布特征及影响因素——以典型海洋性冰川小流域为例

本研究以青藏高原典型海洋性冰川的雪冰-径流水为研究对象,分析讨论了雪冰-径流水中汞浓度变化趋势及控制因素.结果表明,贡嘎山冰川中雪、冰样品的THg浓度略高于全球背景值,而明永冰川以及米堆冰川的雪、冰、水样品均处于全球背景水平.3个冰川所有雪样、冰样、水样的THg浓度平均值分别为（4.78±5.99）ng/L、（1.72 ±1.15）ng/L、（1.31±0.91）ng/L.不同的环境介质中THg浓度变化总体表现为：雪 > 冰 > 水,其主要受颗粒汞沉淀作用及气态单质Hg挥发作用的控制.贡嘎山的径流水中THg浓度表现为六月最高（7.48±2.22）ng/L,十一月最低（1.39 ±0.27）ng/L.所有雪冰-径流水体系中HgP与THg存在极显著的正相关关系,雪中HgP/THg最高,其次为冰,最低为径流水.贡嘎山径流水中的HgP/THg及月均THg输出变化趋势受径流量和降雨量的影响.主成分分析表明了本研究区域雪冰中THg浓度主要受大气颗粒物沉降及季风传输的影响.此外,相比于其他2个冰川,贡嘎山冰川由于更加靠近人类活动密集区域,更易受到人类活动的影响.     

水溶液性质与水污染控制工艺相互作用的重要性

从自然演化、人类活动、科学发展角度分析污废水的产生机制及其对天然水体溶液性质的影响,发现人类迁徙的城镇化以及工农业生产的效率约束导致污废水与天然径流之间的矛盾,使生态水体呈现出由地表纯净水向水质污染方向的功能转化,扰动了元素/化合物在地球表面或水体界面的离心与向心迁移的平衡,明确了水体界面或水圈作为物质地球循环中转站/转运站的原理机制。隐藏在各种水处理工艺原理中的物理、化学、物化、生化等丰富功能能够解决中转站中所积累的矛盾,所以,集合溶液性质与污废水处理工艺原理之间的对应关系及其技术应用将构成更加完备和潜在的水工业,所提出的水溶液性质概念同样适用于给水与纯净水的生产与管理。针对有毒/难降解的工业有机废水,如煤化工行业焦化废水,在前端工艺清洁生产的基础上,需要把产品资源回收、性质互补利用、水量循环机制作为共性目标,把低能耗与物耗、关键污染物去除以及明确环境风险归趋作为污染控制工艺选择的依据,同时要求全过程产生低的二次污染如碳排放等。基于水溶液性质的改变及其过程演变的探究将拓宽水污染控制的工艺理论与技术边界。水污染控制与水环境保护相结合的水工业全过程追求技术、经济与社会目标的一致,争取得到绿色、低碳、循环等生态目标的响应,即生活、生产、生态"三位一体"的协调发展。     

乌江流域表层水体中汞的形态与时空分布特征

为了弄清乌江流域表层水体中汞的形态与时空分布规律,于2009年1~12月,每月采集乌江流域河流表层水样,采用两次金汞齐-冷原子荧光光谱法和蒸馏-乙基化结合GC-CVAFS法测定了水中不同形态汞的浓度。结果表明:(1)监测期间各采样点总汞、甲基汞、溶解态汞、颗粒态汞、活性汞、颗粒态甲基汞、溶解态甲基汞的年均算数平均值分别为5.20±10.89、0.09±0.20、3.31±10.66、1.89±1.08、0.30±0.36、0.06±0.19、0.04±0.03 ng/L。不同形态汞的沿程分布显示,水库的修建改变了原有的汞的地球化学过程。(2)通过不同季节各形态汞浓度的变化发现,河流表层水中不同形态汞有明显的季节变化趋势。(3)相关分析发现,总汞受总悬浮颗粒物含量的影响相对较大;活性汞浓度的季节变化可能与降雨对乌江水体的影响有关。     

乌梁素海水体微塑料空间分布规律及影响因素

为了研究乌梁素海水体中微塑料的分布规律,通过试验方法探究了湖泊不同点位处,不同密度、不同大小、不同形状的微塑料丰度,分析微塑料自身属性(密度、形状、尺寸)对其空间分布的影响.结果表明,密度范围为小于1.0g/cm³,1.0~1.2g/cm³和1.2~1.5g/cm³的微塑料在湖泊不同采样点处的丰度范围分别为(109.5±17.3)~(642±160) n/L,(160.5±57.3)~(588±104) n/L和(124.5±47.5)~(502.5±80.2) n/L;其中密度小于1.0g/cm³的微塑料在湖泊中丰度呈现出由北到南逐渐增多的趋势,密度为1.0~1.2g/cm³的微塑料丰度在湖泊中部多、南北部少,1.2~1.5g/cm³的微塑料呈现由北到南由多变少的趋势.尺寸为0.05~0.5mm,0.5~2mm和2~5mm的微塑料在湖泊中丰度范围分别为(70.5±8.8)~(805.5±154.7) n/L,(178.5±21.4)~(742.5±112.3) n/L和(0±0)~(217.5±22.8) n/L;尺寸在0.05~0.5mm的微塑料丰度呈现由北到南递增的趋势,尺寸为0.5~2mm和2~5mm的微塑料丰度呈现由北到南递减的趋势.形状为纤维状,碎片状、薄膜状和块状的微塑料在湖泊中丰度范围分别为(499.5±92.3)~(1126.5±228) n/L,(30±4.8)~(151.5±31.6) n/L,(4.5±0.8)~(229.5±61.6) n/L和(1.5±0.2)~(12±3.9) n/L;其中纤维状微塑料在各个采样点均占主导地位且分布均匀,碎片状、薄膜状和块状微塑料丰度较低,无明显规律.在拉曼光谱鉴定的所有微塑料中,聚丙烯(43%)是最常见的类型,其次是聚氯乙烯(18%)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(18%)、聚乙烯(11.7%)和聚苯乙烯(9.3%).     

Second-generation inorganic aerosol model

Accurate prediction of the size distribution of the inorganic components of atmospheric aerosols must account for both therthermodynamic properties of the aerosol particles and transport between the gas and aerosol phases. For volatile inorganic species the transport rate is governed by the particle surface partial pressures which, in turn, is determined by the phase state and composition of the aerosol. We develop a model of the temporal composition of atmospheric aerosol particles based on their transport and thermodynamic properties. Included in the model is an improved theory of the temperature and composition dependence of deliquescence. Components of the model are tested against measurements of activity coefficients in single- and multicomponent aqueous solutions and general agreement is found. Aerosol water predictions are significantly higher under conditions of low relative humidity due to the improved theory of deliquescence.     

太湖梅梁湾水体组分吸收特性季节差异分析

利用2006年8月、11月和2007年3月太湖梅梁湾水样实验室测定的水体组分固有光学特性数据和水质分析数据,分析水体中各组分在不同季节的吸收特性,并讨论不同季节光谱吸收的主导因子.结果表明,各组分在不同季节其吸收特性存在一定的差异,总悬浮吸收系数在夏季最大,在440 nm平均吸收系数为(7.49 4±3.0)m-1,春季最小,440 nm平均吸收系数为(2.86±0.73)m-1,且不同季节其吸收类型不同;非藻类颗粒吸收特性的季节性差异相对较小,其吸收系数和S值的差异主要是由于无机悬浮物含量和组成的不同导致的;由于藻类含量的差异导致浮游藻类吸收系数在夏季最大,675 nm平均吸收系数为(5.49±3.5)m-1,秋季次之675 nm平均吸收系数为(2.03±1.14)m-1,春季最小,675 nm平均吸收系数为(0.62±0.25)m-1;而有色可溶件有机物(chromophoric dissolved organic matter,CDOM)吸收系数和S值的季节差异性主要是由于其来源的不同,导致其浓度和成分的不同形成的.春、秋季由于无机悬浮物含量较高,非藻类颗粒物对总吸收的贡献大于其他组分,是水体总吸收的主导因子,而夏季由于浮游藻类含量较高,使其成为水下光谱的主要影响因素.     

青岛环境大气和海洋表层水中挥发性硫化物的测定

建立了采用预浓缩和GC FPD测定环境大气和海洋表层水中挥发性硫化物(COS、DMS和CS2)的方法.该方法对气态COS、DMS和CS2的回收率分别为(95±4)%,(86±3)%和(91±6)%(n=5),精密度分别为4 75%,8 26%和7 55%(n=5).对水体中COS、DMS和CS2的回收率分别为(86±8)%,(80±6)%和(97±12)%(n=5),精密度分别为8 17%,5 59%和11 70%.COS、DMS和CS2检出限分别为33pg,387pg和22pg.采用该方法测定了青岛近岸海域大气和表层海水中COS、DMS和CS2的浓度.结果表明,COS是近岸海域大气中主要挥发性硫化物,DMS是表层海水中最主要的挥发性硫化物.3种挥发性硫化物的浓度有明显的季节差异,夏季浓度远高于冬季浓度.     

Effects of stable aqueous fullerene nanocrystal （nC60） on Daphnia magna： Evaluation of hop frequency and accumulations under different conditions

We investigated the e ects of environmental factors and properties of water-stable crystal fullerene (nC60) on the uptake of nC60 by Daphnia magna based on known accumulation in our laboratory. This study was performed for seven days using di erent environmental factors including temperature, pH, water hardness, concentration (density of particle), and particle size. Results demonstrated that body burden of C60 increased with time in all experiments. Body burden of C60 increased with increasing concentration and particle size, and uptake of particles >100 nm reached their maximums more quickly than those <100 nm. Under high hardness in aqueous systems with lower pH and high temperature, uptake was higher than those under opposite conditions. Uptake in all batch tests reached balance within five days. Both nC60 properties and environmental factors influenced uptake of nC60 by D. magna in an aqueous system. Additionally, environmental factors may have a ected accumulation by changing nC60 properties, which are critical to understand the accumulation of fullerenes in aqueous systems.     

Effects of stable aqueous fullerene nanocrystal (nC60) on Daphnia magna: Evaluation of hop frequency and accumulations under different conditions

We investigated the effects of environmental factors and properties of water-stable crystal fullerene (nC60) on the uptake of nC60 by Daphnia magna based on known accumulation in our laboratory. This study was performed for seven days using different environmental factors including temperature, pH, water hardness, concentration (density of particle), and particle size. Results demonstrated that body burden of C60 increased with time in all experiments. Body burden of C60 increased with increasing concentration and particle size, and uptake of particles >100 nm reached their maximums more quickly than those <100 nm. Under high hardness in aqueous systems with lower pH and high temperature, uptake was higher than those under opposite conditions. Uptake in all batch tests reached balance within five days. Both nC60 properties and environmental factors influenced uptake of nC60 by D. magna in an aqueous system. Additionally, environmental factors may have affected accumulation by changing nC60 properties, which are critical to understand the accumulation of fullerenes in aqueous systems.